Pod slovem "hvězda" si asi každý z nás představí malou třpytivou tečku na nebi. Tato rubrika však ukáže její skutečnou tvář. Tvář, která dokáže život stvořit a starat se o něj, ale také tvář nekompromisní časované bomby, která dokáže život velmi rychle zahubit. Pod touto rubrikou se nachází spousta dalších podrubrik (podle typů hvězd nebo chcete-li "mezifází"), které dohromady vytvářejí život hvězd. Úvodní článek však věnujeme jen jediné hvězdě a to té, bez které bychom tu dnes nebyli - ovšem i těch, jak se ostatně v této rubrice můžete dočíst, bylo ve vesmíru mnohem víc. Budeme vyprávět příběh hvězdy, která nám každým dnem dopřává světlo a teplo - příběh Slunce.

 

Hvězdy jako Slunce vznikají ve středu prachových a plynových mračen, která se díky nějakému náhodnému impulzu (například výbuchu supernovy) začnou zhušťovat a rotovat. Díky rotaci se oblak zploští z podoby velké koule do tvaru rotujícího disku a o zbytek se pak postará gravitace. Díky gravitaci roste tlak i teplota ve středu tohoto disku a v místě, kde se shlukuje nejvíce hmoty, vzniká prahvězda. Prahvězda postupně mohutní až dosáhne kritické hmotnosti, kdy se v jejím nitru zažehne termojaderná reakce - a v tomto okamžiku již hovoříme o Slunci. Slunce začalo spalovat vodík a přeměňovat ho na helium a to dělá 4,5 miliardy nepřetržitě až dodnes a dalších 4,5 miliardy let ještě dělat bude. Vzniká přitom velké množství čisté energie a to zejména ve formě světla a tepla.

 

V okamžku, kdy Slunce zažehlo termojadernou reakci, vstoupilo na tzv. hlavní posloupnost. Pokud bychom si vynesli všechny hvězdy do jednoho grafu podle jasnosti a barvy, většina hvězd by se nám seřadila do křivky, kterou  nazýváme hlavní posloupnost. Tento graf nazýváme Hertzsprung–Russellův diagram a kromě hlavní posloupnosti ukazuje ještě mnoho dalších typů hvězd a pro astronomy jde o velmi cenný zdroj informací, protože z něj mohou vyčíst i další údaje (např. hmotnost, teplotu nebo stáří hvězd).

 

ESO - Hertzsprung-Russell Diagram (by)

By ESO (Hertzsprung-Russell Diagram)

CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0)], via Wikimedia Commons

 

 

Ačkoliv nám Slunce připadá jako objekt nesmírně velký, je to hvězda poměrně malá. To je ovšem v případě hvězd velká výhoda. Velké (tedy lépe řečeno hmotnější) hvězdy rychle spalují své zásoby vodíku a mají tak kratší život. Čím je hvězda méně hmotná, tím déle bude spalovat vodík a tím déle tedy bude hvězdou hlavní posloupnosti. Menší hvězdy vedou dlouhý a poklidný život - někdy i desítky miliard let. Jsou však i hvězdy takové, které většinu svých zásob vodíku spálí už během několika stovek milionů let a jsou nuceny opustit hlavní posloupnost mnohem dřív.

 

Slunce stále ještě vodík spaluje a víme, že ještě nějakých pět miliard let vodík spalovat bude. Až jí však začne vodík docházet, začnou se dít velké změny. Když totiž hvězdám začne docházet vodík, zastaví se i jaderné rakce v jejím nitru a gravitace začne v životě hvězd sehrávat opět velkou roli. Jádro Slunce se začne silou gravitace smršťovat, prudce vzroste jeho teplota a v jádru se začne slučovat helium v těžší prvky. Silně se zahřeje i vrstva ležící nad jádrem (kde narozdíl od jádra ještě nějaký ten vodík zbyl), a tak se začne i se syntézou vodíku ve vrstvě nad jádrem.

 

 

 

To má za následek to, že Slunce mnohonásobně zvětší svůj objem (avšak jeho hmotnost zůstane zachována). Kvůli nárůstu objemu poklesne jeho teplota a tím se změní i jeho barva, která se posune do červené oblasti - Slunce bychom nyní nazývali hvězdou kategorie rudý obr. Předpokládá se, že až Slunce dosáhne této fáze, bude jeho atmosféra sahat daleko za oběžnou dráhu Venuše, možná až k oběžné dráze Země. Jedno je ale jisté - zahyne nejspíš veškerý život na Zemi a vše co se před Sluncem neschová do pocitvé vzdálenosti, to se okamžitě vypaří nebo jím bude pohlceno.

 

Author: Archange1Michael



 

Jakmile dojde Slunci vodík (který byl spalován ve vrstvách nad jádrem), začne odhazovat svou hmotu v podobě slupek do okolního prostoru, kde z této hmoty později vznikne planetární mlhovina. Postupně hvězda odhodí veškerou svou hmotu kromě jádra do svého okolí a jádro tak zůstane posledním reliktem hvězdy v centru něčeho, co bylo kdysi sluneční soustavou. Protože Slunce je hvězda vcelku malá, je její jádro taky relativně malé - je však velmi husté. Slunce nemá kolem sebe žádnou blízkou hvězdu (a počítejme s tím, že ani mít nebude) - je tedy vyloučené, aby ještě někdy zažehla termojadernou reakci.

 

bílý trpaslík - takový osud čeká i Slunce (bude navíc obklopeno planetární mlhovinou)

credit: NASA, ESA and G. Bacon (STScI)

 

 

Chybí jí hmota (hodně hmoty), kterou by teoreticky mohla ukrást nějaké hvězdě v okolí a vrátit se tak zpět na hlavní posloupnost. Tuto situaci dobře ilustruje tato představa malíře. Bílý trpaslík (jakožto jádro - jediný pozůstatek Slunce v centru sl. soustavy) zde z blízké hvězdy (patrně rudého obra) vysává hmotu. Na obrázku dále vidíme, že tato hvězda právě vzplála (stala se z ní supernova typu Ia) - nabrala dost vodíku, aby se v ní opět zapálila termojaderná reakce a hvězda se vrací na hlavní posloupnost. Toto překvapivé "zmrtvých vstání" je pro astronomy velmi užitečné - protože hvězda vždy vzplane ve chvíl, kdy dosáhne její hmotnost konkrétního čísla, můžeme na obloze tyto supernovy snadno podle jasnosti dopočítat jejich vzdálenost. Takovýto scénář však patrně Slunce nečeká.

 

představa přetékání hmoty z jedné hvězdy na druhou (vznik supernovy typu Ia)

credit: David A Hardy & PPARC

 

 


Jádro začíná pomalu ale jistě chládnout a zbylá sluneční energie pozvolna mizí do okolního prostoru. Pozůstatek Slunce, který se nyní nachází v centru nové, planetární mlhoviny, se nazývá bílý trpaslík a je to předposlední stádium života Slunce. Předpokládá se, že po vychladnutí se z jádra původní hvězdy stane velmi tmavý a také chladný objekt, který už nebude nikdy vyzařovat ani světlo ani teplo - a takovému čistě teoretickému objektu říkáme černý trpaslík. Existuje zatím jen teoreticky a to proto, protože žádný černý trpaslík ještě nebyl nalezen. Není to způsobeno tím, že by se obtížně hledal, ale proto, protože chládnutí jádra hvězdy je velmi, velmi zdlouhavý proces. Tak zdlouhavý, že trvá déle než je aktuální stáří celého vesmíru (což je zhruba 14 miliard let). Pokud bychom tedy objevili černého trpaslíka, byl by to jistě velký problém pro současnou fyziku.

 

 

takto by mohla vypadat i konečná našeho Slunce - černý trpaslík

Author: Archange1Michael

Zajímá vás vesmír ? Přidejte se k mé skupině na facebooku.